Circuit de protection contre les décharges de batterie basé sur Arduino

Dans cet article, nous allons construire un circuit de protection contre les décharges excessives pour batterie 12v en utilisant Arduino qui peut protéger la batterie 12V SLA contre les décharges excessives, et également protéger la charge connectée contre les surtensions en cas de batterie surchargée connectée.

Comprendre les taux de charge / décharge de la batterie

Toutes les batteries ont un déclin naturel, mais la plupart d'entre elles sont endommagées en raison de l'ignorance de la part des utilisateurs. La durée de vie de la batterie sera raccourcie si la tension d'une batterie passe en dessous d'un certain degré, dans le cas d'une batterie 12V SLA, elle ne doit pas descendre en dessous de 11,80 V.

Ce projet pourrait être réalisé avec des comparateurs, mais ici, nous utilisons un microcontrôleur et un codage pour accomplir la même chose.

Ce circuit est bien adapté aux charges résistives et autres charges qui ne génèrent pas de bruit dans l’alimentation pendant le fonctionnement. Essayez d'éviter les charges inductives telles que les moteurs CC à balais.

Les microcontrôleurs sont sensibles au bruit et cette configuration peut lire des valeurs de tension d'erreur dans ce cas, et elle peut couper la batterie de la charge à une tension incorrecte.

Comment ça fonctionne

Le discuté protection contre les décharges Le circuit pour batterie 12v se compose d'un diviseur de tension qui est responsable de la réduction de la tension d'entrée et de la réduction à une plage étroite où Arduino peut lire la tension.

La résistance préréglée 10k est utilisée pour calibrer les lectures sur arduino ces lectures sont utilisées par arduino pour déclencher le relais, l'étalonnage de cette configuration sera discuté plus tard dans la partie de l'article.

Un indicateur LED est utilisé pour indiquer l'état du relais. Le transistor actionne / éteint le relais et une diode est connectée à travers le relais pour arrêter les pics de haute tension générés par le relais, tout en le mettant sous / hors tension.

Lorsque la tension de la batterie passe en dessous de 11,80 V, le relais s'allume et déconnecte la batterie de la charge et le voyant LED s'allume également, cela se produit de la même manière lorsque le circuit lit la surtension de la batterie, vous pouvez définir la coupure de surtension dans le programme .

Lorsque la batterie descend en dessous de 11,80 V, le relais déconnecte la charge, le relais ne reconnectera la charge à la batterie qu'après que la tension de la batterie atteigne au-dessus de la tension nominale définie dans le programme.

La tension nominale est la tension de fonctionnement normale de la charge. Le mécanisme mentionné ci-dessus est fait parce que la tension de la batterie augmente après la déconnexion de la charge et cela ne doit pas déclencher le relais ON à l'état de batterie faible.

La tension nominale dans le programme est fixée à 12,70 V, ce qui correspond à la pleine tension de la batterie des batteries SLA 12 V typiques (pleine tension de la batterie après la déconnexion du chargeur).

Code de programme:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

Noter:

float cutoff = 11.80 // Tension de coupure
float nominal = 12,70 // Tension nominale
Float surtension = 14.00 // Surtension

Vous pouvez modifier la coupure, la valeur nominale et la surtension en modifiant les valeurs ci-dessus.
Il est recommandé de ne pas modifier ces valeurs sauf si vous travaillez avec une tension de batterie différente.

Comment calibrer:

L'étalonnage de ce circuit de protection contre les décharges de batterie doit être effectué avec soin, vous avez besoin d'une alimentation variable, d'un bon multimètre et d'un tournevis pour régler la résistance préréglée.

1) La configuration terminée est connectée à une alimentation variable sans charge.
2) Réglez le 13 volts sur l'alimentation variable, vérifiez cela à l'aide d'un multimètre.
3) Ouvrez le moniteur série et tournez l'horloge de la résistance préréglée 10k ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et rapprochez les lectures des lectures du multimètre.
4) Maintenant, réduisez la tension de l'alimentation variable à 12 V, le multimètre et le moniteur série doivent lire la même valeur ou une valeur très proche.
5) Maintenant, réduisez la tension à 11,80 V, le relais doit se déclencher et la LED doit s'allumer.
6) Maintenant, augmentez la tension à 14.00V, le relais doit se déclencher et la LED s'allume.
7) Si les ensembles ci-dessus réussissent, remplacez l'alimentation variable par une batterie complètement chargée, les lectures sur le moniteur série et le multimètre doivent être identiques ou très proches.
8) Maintenant, connectez la charge, les lectures sur les deux doivent rester identiques et synchronisées.
Si les étapes ci-dessus réussissent, votre circuit est prêt à servir la batterie.

REMARQUE:

Veuillez noter ce point lors du calibrage.

Lorsque le relais est déclenché en raison d'une coupure de basse tension ou d'une coupure de surtension, les lectures sur le moniteur série ne liront pas la tension correcte comme sur le multimètre et affichent une valeur supérieure ou inférieure à celle du multimètre.

Mais, lorsque la tension revient à la tension de fonctionnement normale, le relais s'éteint et commence à afficher la tension correcte.

La conclusion du point ci-dessus est que, lorsque le relais est activé, les lectures sur le moniteur série montrent une variation significative et vous n'avez pas besoin de calibrer à nouveau à ce stade.